科普知识:为什么弹道导弹能越打越准

弹道导弹是一类以抛物线运动方式来攻击目标的导弹。弹道导弹的飞行弹道可分为三个阶段:导弹发射到发动机关机阶段,称为助推段,又称主动段;发动机关机后弹头与弹体分离,弹头在大气层之外飞行的阶段,称为自由飞行段,又称中段;弹头返回大气层直至弹头击中目标的阶段,称为再入段。就像大家熟悉的“愤怒的小鸟”游戏,如果把小鸟比作弹道导弹,当小鸟从弹弓中飞出时,相当于弹道导弹的助推段,此时的小鸟已经有了一定的速度;当小鸟在空中飞行时,相当于弹道导弹的自由飞行段;当小鸟下落准备飞向目标的阶段,也就是弹道导弹的再入段。它的飞行弹道是一条抛物线,和炮弹的弹道类似,因此得名为弹道导弹。世界上第一种用于实战的弹道导弹是德国的V-2导弹,它长14米、直径为1.7米、重13吨,射程超过300千米。1944年9月8日,德国使用V-2导弹对英国伦敦进行了攻击,这是历史上进行的第一次弹道导弹攻击。

惯性制导技术是弹道导弹必备的制导技术。早期的弹道导弹只在发动机工作期间采用惯性制导技术进行制导,发动机关机后不再进行制导,因此导弹在飞行过程中产生的累积误差无法得到修正,导弹的精度比较低。

俄罗斯“白杨-M”洲际弹道导弹

随着技术的发展,通过提高惯性器件的精度并使用误差补偿方法,惯性制导的精度越来越高。同时,在弹道导弹飞行过程的中段和末段也引入制导技术,组成复合制导系统。中段制导技术有导航卫星制导、天文制导、无线电制导等技术;末段制导技术有地形图像匹配制导技术、光学自寻的制导等。控制系统的敏感测量装置所测得的相关信息经导弹上计算机处理,并经过变换放大装置将测得的微弱信号变换和放大,形成相应的控制导弹飞行的指令,再通过执行机构控制调整导弹的速度和姿态,不断修正累积误差,使导弹沿预定弹道飞行,直到命中目标。因此弹道导弹的精度越来越高,越打越准。

弹道导弹的命中精度以圆概率误差(CEP,向目标发射同一类型多枚导弹,要求半数导弹落在以目标为圆心的圆内,该圆的半径即CEP)来衡量。早期的战略弹道导弹命中率很低,美国“雷神”的CEP在4~8千米之间,苏联研制的“警棍”的CEP高达8千米。现在战略导弹的精度得到很大提高,俄罗斯“白杨-M”的CEP为350米,而美国“三叉戟2”的CEP约为90米,差不多一个足球场大小。如果使用的是核弹头,那么这样的误差可以忽略。

战术弹道导弹由于射程近,其命中精度明显高于战略导弹。早期的战术导弹,如美国“红石”的CEP约为300米。目前,世界上最先进的战术弹道导弹是美国的“陆军战术导弹系统”导弹和俄罗斯的“伊斯坎德尔”导弹,它们的CEP都在10米以内。

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